专利名称：功率转换装置和光伏模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及功率转换装置和光伏模块，更具体而言，涉及能够提高输出电流的质量的功率转换装置和光伏模块。
背景技术：
目前，现存的能源例如石油和煤慢慢枯竭，人们对于替代能源的关注与日俱增。在这种替代能源中，太阳能电池备受关注，人们视之为下一代电池，它能够利用半导体器件将太阳能直接转换成电能。另一方面，光伏模块由串联或并联连接的用于太阳能光伏发电的太阳能电池构成。光伏模块可包括用于收集太阳能电池产生的电能的接线盒。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种能够提高输出电流的质量的功率转换装置和光伏模块。根据本发明的一个方面，上述和其它目的可通过提供一种功率转换装置来实现，该功率转换装置包括:转换器，该转换器包括抽头电感器和第一开关，该转换器转换输入直流DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压；以及逆变器，该逆变器包括多个开关，该逆变器将所述经电平转换的DC电压转换成交流AC电压，其中，所述逆变器分别在第一开关模式和第二开关模式操作，在所述第一开关模式中所述逆变器在转换得到的AC电压的第一周期以第一频率执行开关操作，在所述第二开关模式中所述逆变器在转换得到的AC电压的第二周期以第二频率执行开关操作，所述第二频率低于所述第一频率。根据本发明的另一方面，提供一种光伏模块，该光伏模块包括:包括多个太阳能电池的太阳能电池模块；以及功率转换单元，该功率转换单元将从所述太阳能电池模块提供的直流DC功率转换成交流AC功率，其中，所述功率转换单元包括:转换器，该转换器包括抽头电感器和第一开关，该转换器转换输入DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压；以及逆变器，该逆变器包括多个开关，该逆变器将所述经电平转换的DC电压转换成AC电压，其中，所述逆变器分别在第一开关模式和第二开关模式操作，在所述第一开关模式中所述逆变器在转换得到的AC电压的第一周期以第一频率执行开关操作，在所述第二开关模式中所述逆变器在转换得到的AC电压的第二周期以第二频率执行开关操作，所述第二频率低于所述第一频率。根据本发明的另一方面，提供一种功率转换装置，该功率转换装置包括:开关单元，该开关单元包括开关，该开关单元对输入直流DC电压进行开关以选择性输出所述DC电压；转换器，该转换器包括抽头电感器和开关，该转换器转换来自所述开关单元的DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压；以及逆变器，该逆变器包括多个开关，该逆变器将经电平转换的DC电压转换成交流AC电压，其中，所述转换器在所述开关单元的所述开关的关断周期在第一功率转换模式中进行操作，并且在所述开关单元的所述开关的导通周期在第二功率转换模式中进行操作。根据本发明的另一方面,提供一种光伏模块,该光伏模块包括:包括多个太阳能电池的太阳能电池模块；以及功率转换单元，该功率转换单元将从所述太阳能电池模块提供的直流DC功率转换成交流AC功率，其中，所述功率转换单元包括:开关单元，该开关单元包括开关，该开关单元对输入DC电压进行开关以选择性输出所述DC电压；转换器，该转换器包括抽头电感器和开关，该转换器转换来自所述开关单元的DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压；以及逆变器，该逆变器包括多个开关，该逆变器将经电平转换的DC电压转换成AC电压，其中，所述转换器在所述开关单元的所述开关的关断周期在第一功率转换模式中进行操作，并且在所述开关单元的所述开关的导通周期在第二功率转换模式中进行操作。
下面通过结合附图，通过以下详细描述，可以更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特性和其它优点，其中:图1是根据本发明实施方式的光伏模块的正视图；图2是图1的光伏模块的后视图；图3是图1中的太阳能电池模块的分解透视图；图4是图1的光伏模块中的旁路二极管结构的示图；图5是图1的光伏模块的电压-电流曲线图；图6是图1的光伏模块的电压-功率曲线图；图7是示出根据本发明的一个实施方式的功率转换装置的内部结构的示例的电路图；图8是图7的功率转换装置的示意性框图；图9A和图9B分别是示出来自图7的功率转换装置的输出电流的示例和比较例的示图；图1OA和图1OB是用于说明图7的功率转换装置中的转换器操作的示图；图11至图13是用于说明图7的功率转换装置的操作的示图；图14是示出根据本发明的一个实施方式的功率转换装置的内部结构的另一示例的电路图；图15是示出根据本发明的一个实施方式的功率转换装置的内部结构的另一示例的电路图；图16是示出图1的光伏模块中接线盒内部结构示例的电路图；图17是示出根据本发明的另一实施方式的功率转换装置的内部结构示例的电路图；图18是图17的功率转换装置的示意性框图；图19A和图19B分别是示出来自图17的功率转换装置的输出电流的示例和比较例的示图；图20A至图20D是用于说明图17的功率转换装置中的开关单元和转换器的操作的示图21至图23是用于说明图17的功率转换装置的操作的示图；图24是示出根据本发明的另一实施方式的功率转换装置内部结构的另一示例的电路图；图25是示出根据本发明的另一实施方式的功率转换装置的内部结构的另一示例的电路图；图26是示出图1的光伏模块中的接线盒的内部结构的另一示例的电路图；图27是示出根据本发明的示例性实施方式的光伏系统的结构示例的框图；图28是示出根据本发明的示例性实施方式的光伏系统结构的另一示例的框图；以及图29A和图29B是用于说明根据本发明的示例性实施方式的光伏系统的功率优化的示图。
具体实施方式
下面将参照本发明的示例性实施方式来进行详细说明，这些实施方式在附图中示出。尽可能地，在所有附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。应当注意，下面的说明书中采用的组成部件的词尾例如“模块”和“单元”只是为了便于撰写本说明书，而没有任何特别重要性或作用。因此，术语“模块”和“单元”可以互换使用。图1是根据本发明实施方式的光伏模块的正视图，图2是图1的光伏模块的后视图，而图3是图1中的太阳能电池模块的分解透视图。参照图1至图3，根据本发明实施方式的光伏模块由附图标记50来表示，它包括太阳能电池模块100和设置在太阳能电池模块100 —侧的接线盒200。而且，光伏模块50还可包括设置在太阳能电池模块100和接线盒200之间的散热部件。太阳能电池模块100可包括多个太阳能电池130。而且，太阳能电池模块100还可包括设置在太阳能电池130底部上的第一密封部件120、设置在太阳能电池130顶部上的第二密封部件150、设置在第一密封部件120下表面上的后基板110以及设置在第二密封部件150上表面上的前基板160。各个太阳能电池130均是用于将太阳能转换成电能的半导体器件，它可以是硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、串接太阳能电池、燃料敏感太阳能电池、CdTe太阳能电池或CIGS太阳能电池。各个太阳能电池130均形成有太阳光入射到的光接收表面和与该光接收表面相反的背面。例如，各个太阳能电池130可包括:第一导电类型的硅衬底；形成在硅衬底上的半导体层，其具有与第一导电类型相反的第二导电类型；形成在第二导电类型的半导体层上的防反射膜，其具有至少一个开口以暴露出第二导电类型的半导体层的表面的一部分；前电极，其接触到经所述至少一个开口暴露出的第二导电类型的半导体层的所述表面部分；以及形成在硅衬底的后表面上的后电极。太阳能电池130可以串联、并联或串并联地进行电连接。具体来说，太阳能电池130可以通过带状电缆133进行电连接。各条带状电缆133可以连接到形成在任一太阳能电池130的光接收表面上的前电极和形成在与该一个太阳能电池相邻的另一太阳能电池130的后表面上的后电极。图1和图3示出各条带状电缆133由两条线限定，并且太阳能电池130通过带状电缆133按列连接以构成太阳能电池串140。也就是说，图中示出形成的六个太阳能电池串140a、140b、140c、140d、140e和140f，各串均包括10个太阳能电池。可以提供与附图不同的多种变型，从而可以采用任意数量的太阳能电池串和任意数量的太阳能电池来构成太阳能电池模块100。另一方面，太阳能电池串可以通过总线带状电缆进行电连接。图1示出第一太阳能电池串140a和第二太阳能电池串140b、第三太阳能电池串140c和第四太阳能电池串140d、第五太阳能电池串140e和第六太阳能电池串140f分别通过设置在太阳能电池模块100底部的总线带状电缆145a、145c和145e进行电连接。而且，图1示出第二太阳能电池串140b和第三太阳能电池串140c、第四太阳能电池串140d和第五太阳能电池串140e分别通过设置在太阳能电池模块100顶部的总线带状电缆145b和145d进行电连接。另一方面，构造第一太阳能电池串140a的带状电缆133、总线带状电缆145b和145d以及构造第六太阳能电池串140f的带状电缆133分别电连接到第一至第四导电线135a、135b、135c和135d，这些导电线与设置在太阳能电池模块100的后表面上的接线盒200中的旁路二极管Da、Db和Dc连接。图1和图2示出第一至第四导电线135a、135b、135c和135d经太阳能电池模块100中形成的开口延伸到太阳能电池模块100的后表面。另一方面，优选的但非必须的，接线盒200被设置为与导电线135a、135b、135c和135d延伸所至的太阳能电池模 块100的两端之一相邻。图1和图2示出接线盒200设置在太阳能电池模块100的后表面的顶部，这是因为第一至第四导电线135a、135b、135c和135d从太阳能电池模块100的顶部延伸到太阳能电池模块100的后表面。因此，各条导电线的长度可以减小，从而降低功率损耗。另一方面,第一至第四导电线135a、135b、135c和135d可以从太阳能电池模块100的底部延伸到太阳能电池模块100的后表面，这与图1和2所示不同。在这种情况下，接线盒200可以设置在太阳能电池模块100的后表面的底部。后基板110是具有防水、绝缘和紫外线拦截功能的背板，它可以是但不限于Tedlar/PET/Tedlar (TPT)型。而且，虽然在图3中示出后基板110为方形，但是它也可以为其它形状例如圆形和半圆形，具体根据太阳能电池模块100被安装或待安装的环境而定。另一方面，第一密封部件120可以附接到后基板110并且形成为与后基板110相同的尺寸。太阳能电池130可以以使得它们彼此相邻地设置以形成多列的方式设置在第一密封部件120上。第二密封部件150可以设置在太阳能电池130上并且通过层压与第一密封部件120相结合.
在此，第一密封部件120和第二密封部件150能够使得太阳能电池的相应元件化学耦合。第一密封部件120和第二密封部件150中的每一个都可以是但不限于乙烯醋酸乙烯(EVA)膜。另一方面，前基板160可以设置在第二密封部件150上以经由其透射太阳光。优选的但非必须的，前基板160由钢化玻璃制成以保护太阳能电池130免受外部震动等影响。更优选的但非必须的，前基板160由低铁钢化玻璃制成以防止太阳光反射并且提高太阳光透射率。接线盒200可以附接到太阳能电池模块100的后表面，并且利用从太阳能电池模块100提供的直流(DC)电压进行功率转换。具体来说，接线盒200可包括电容器单元(图7中的520)，用于存储DC电压。而且，接线盒200还可以包括用于转换DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压的转换器(图7中的530)。而且，接线盒200还可以包括旁路二极管Da、Db和Dc，用于防止太阳能电池串之间的电流回流。而且，接线盒200还可以包括用于将DC电压转换成交流(AC)电压的逆变器(图7中的540)。下面将参照图7来详细说明该结构。以这种方式，根据本发明实施方式的接线盒200可以至少包括旁路二极管Da、Db和Dc、电容器单元(图7中的520)和转换器(图7中的530)。如果接线盒200与太阳能电池模块100 —体形成，则可以使得太阳能电池模块100产生的DC功率的损耗最小化，从而有效管理该DC功率，如下面将说明的图27或图28所示的光伏系统那样。一体形成的接线盒200可以被称为模块集成转换器(MIC)电路。另一方面，可以利用硅等材料在接线盒200内部进行防渗水涂覆处理，以防止水到达接线盒200中的电路元件。 在接线盒200中可以形成开口，以便上述第一至第四导电线135a、135b、135c和135d经该开口连接到接线盒200中的旁路二极管Da、Db和Dc。另一方面，在接线盒200的操作期间，旁路二极管Da、Db和Dc等会产生热量，从而降低设置在接线盒200所附接的位置处的某些特定太阳能电池130的效率。为了防止这种情况，根据本发明实施方式的光伏模块50还可以包括设置在太阳能电池模块100和接线盒200之间的散热部件。为了散掉接线盒200产生的热量，优选的但不必须的是，该散热部件的横截面积大于板面积。例如，该散热部件可以形成在太阳能电池模块100的整个后表面上。优选的但不必须的是，该散热部件由具有良好导热性的金属材料制成，例如金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)或钨(W)。还可以使用其它材料。另一方面，可以在接线盒200的一侧形成外部连接端子，用于向外部输出功率转换DC电压或AC电压。图4示出图1的光伏模块50中的旁路二极管Da、Db和Dc的结构示例。参照图4，旁路二极管Da、Db和Dc可以相应连接到六个太阳能电池串140a、140b、140c、140d、140e和140f。具体来说，第一旁路二极管Da连接在第一太阳能电池串140a和第二总线带状电缆145b之间，从而当在第一太阳能电池串140a或第二太阳能电池串140b中产生反向电压时，对第一太阳能电池串140a和第二太阳能电池串140b进行旁路。例如，由普通太阳能电池产生大约0.6伏的电压。在这种情况下,第一旁路二极管Da的阴极电位比第一旁路二极管Da的阳极电位高大约12伏(0.6伏父20)。也就是说，第一旁路二极管Da执行正常操作而非旁路操作。另一方面，在第一太阳能电池串140a中的任一太阳能电池因太阳能电池没有太阳光照射或外来物质粘附到该太阳能电池而产生热点的情况下，从该太阳能电池产生反向电压(大约-15伏)而非大约0.6伏的电压。在这种情况下，第一旁路二极管Da的阳极电位比第一旁路二极管Da的阴极电位高大约15伏。因此，第一旁路二极管Da执行旁路操作。结果，第一太阳能电池串140a和第二太阳能电池串140b的太阳能电池产生的电压不会提供到接线盒200。通过这种方式，当一些太阳能电池产生反向电压时，这些太阳能电池被旁路，从而这些太阳能电池可以避免损坏。而且，可以提供从除热点区域之外的其它区域产生的DC电压。第二旁路二极管Db连接在第二总线带状电缆145b和第四总线带状电缆145d之间，以当在第三太阳能电池串140c或第四太阳能电池串140d中产生反向电压时旁路第三太阳能电池串140c和第四太阳能电池串140d。第三旁路二极管Dc连接在第四总线带状电缆145d和第六太阳能电池串140f之间，以当在第五太阳能电池串140e或第六太阳能电池串140f中产生反向电压时旁路第五太阳能电池串140e和第六太阳能电池串140f。可替换地，六个旁路二极管可与六个太阳能电池串的相应连接，方式可以与图4所示不同。当然，可以提供其它变型。图5不出图1的光伏模块50的电压-电流曲线，并且图6不出图1的光伏模块50的电压-功率曲线。参照图5，当从太阳能电池模块100提供的开路电压Voc升高时，从太阳能电池模块100提供的短路电流降低。根据该电压 -电流曲线L，电压Voc存储在接线盒200中设置的电容器单元520中。参照图6,从太阳能电池|旲块100提供的最大功率Pmpp可以通过最大功率点追踪(MPPT)来获得，它是一种最大功率检测算法。例如，参照开路电压Voc从峰值电压Vl减小时的相应电压来计算功率，并且确定所计算出的功率是否是最大功率Pmpp。因为功率从电压Vl增大到电压Vmpp，所以计算出的功率被更新并储存。而且，因为功率从电压Vmpp减小到电压V2，所以对应于电压Vmpp的功率最终被确定为最大功率Pmpp。以这种方式，当没有出现热点时，在电压-电流曲线中仅产生一个拐点，所以只需对Vl和V2之间的部分进行分析就可以简单地获得最大功率。图7是示出根据本发明的一个实施方式的功率转换装置内部结构的示例的电路图，图8是图7的功率转换装置的示意性框图，图9A和图9B分别是图7的功率转换装置的输出电流的示例和比较例的示图，图1OA和图1OB是用于说明图7的功率转换装置中的转换器操作的示图，并且图11至图13是用于说明图7的功率转换装置的操作的示图。参照图7，根据本发明实施方式的功率转换装置由附图标记700来表示，它可包括旁路二极管单元510、电容器单元520、转换器530、逆变器540、控制器550和滤波器560。功率转换装置700接收DC功率，将该接收到的DC功率转换成AC功率，并且输出转换所得的AC功率。具体来说，根据本发明实施方式的功率转换装置700接收太阳能电池模块100产生的DC功率，然后将接收到的DC功率转换成AC功率，并且输出转换所得的AC功率。因为功率转换装置700能够输出AC功率，所以它可被称为微逆变器。另一方面，功率转换装置700可以安装在图2中的接线盒200中，如上所述。也就是说，功率转换装置700可以附接到太阳能电池模块100的后表面并且与其一体形成。旁路二极管单元510包括第一至第三旁路二极管Da、Db和Dc，它们分别设置在节点a和节点b之间、节点b和节点c之间以及节点c和节点d之间。节点a、b、c和d分别对应于第一至第四导电线135a、135b、135c和135d。
电容器单元520存储从太阳能电池模块100提供的DC电压。为此，电容器单元520包括三个电容器Ca、Cb和Ce。虽然在图7中三个电容器Ca、Cb和Ce示出为并联连接，但是它们也可以串联或串并组合连接。而且，电容器数量可以变化。转换器530利用电容器单元520中存储的DC电压执行电平转换。在本发明的实施方式中，转换器530被示出为抽头电感器升压转换器，用于将从太阳能电池模块100提供的DC电压升高到更高电平，并且输出电平升高的DC电压。抽头电感器升压转换器可以输出低压作为相较于升压转换器或逆向转换器具有高效率的高压。具体来说，如果太阳能电池模块100包括大约50至60个太阳能电池以输出大约30至50伏的DC电压，则利用该抽头电感器升压转换器能够高效输出高压(大约300伏或
更高)。为此，转换器530包括抽头电感器T、连接在抽头电感器T和接地端之间的第一开关SI以及连接到抽头电感器T的输出端以执行单向导通的二极管D1。转换器530还可以包括连接在二极管Dl的输出端也就是阴极和接地端之间用于存储输出电压的电容器Cl。详细来说，弟一开关SI连接在抽头电感器T的抽头和接地纟而之间。抽头电感器T的输出端(二次侧)连接到二极管Dl的阳极，并且电容器Cl连接到二极管Dl的阴极和接地端之间。 另一方面，抽头电感器T的一次侧和二次侧具有相反极性。抽头电感器T可称为开关变压器。逆变器540将从转换器530输出的经电平转换的DC电压转换成AC电压。在图7中，逆变器540被示出为全桥逆变器。也就是说，串联连接的上臂开关Sa或Sb和下臂开关S’ a或S’ b以串联方式成对，两对上臂和下臂开关Sa&S’ a和Sb&S’ b总体上并联连接。而且，二极管反向并联连接到各个开关Sa、S，a、Sb和S’ b。逆变器540中的各个开关根据来自控制器550的逆变器控制信号而导通/关断。因此，从逆变器540输出具有特定频率的AC电压。优选的但非必需的是，输出的AC电压具有和电网相同的AC频率(大约60Hz或50Hz)。滤波器560执行低通滤波以平滑处理从逆变器540输出的AC电压。为此，在图7中示出滤波器560包括电感器Lfl和Lf2，但不限于此。输入电流检测器A检测输入到转换器530的输入电流icI，输入电压检测器B检测输入到转换器530的输入电压vcl。检测出的输入电流icl和输入电压vcl可以被输入到控制器550。另一方面，输出电流检测器C检测来自转换器530的输出电流ic2,并且输出电压检测器D检测来自转换器530的输出电压vc2。检测出的输出电流ic2和输出电压vc2可以输入到控制器550。控制器550可以输出控制信号来控制图7中的转换器530中的第一开关SI。具体来说，控制器550可以基于检测出的输入电流icl、输入电压vcl、输出电流ic2和输出电压vc2中的至少一个，输出用于转换器530中的第一开关SI的导通定时信号。此外，控制器550可以输出逆变器控制信号以控制逆变器540中的各个开关Sa、S’ a、Sb和S’ b。具体来说，控制器550可以基于检测出的输入电流icl、输入电压vcl、输出电流ic2和输出电压vc2中的至少一个，输出用于逆变器540中的各个开关Sa、S’ a、Sb和S’ b的导通定时信号。 此外，控制器550可以计算出太阳能电池模块100的最大功率点，并且控制转换器530输出对应于该最大功率点的DC电压。另一方面，参照图8，根据本发明实施方式的功率转换装置700的转换器530可以将来自太阳能电池模块100的DC电压转换成伪DC电压。当控制第一开关SI的导通/关断开关时，转换器530可以输出具有与半波整流DC电压相同的包络线的伪DC电压，而非具有恒定电平的DC电压。因此，该伪DC电压可以存储在电容器Cl中。逆变器540接收该伪DC电压，并且 对接收到的伪DC电压执行开关操作以输出AC电压。另一方面，在利用图7中的抽头电感器升压转换器530来输出伪DC电压的情况下，由Vcf表示的该伪DC电压具有与半波整流DC电压相同的包络线Vdc和基于输入电压Vpv的偏移量，如图9B所示。也就是说，对于确定的周期产生对应于输入电压Vpv的恒定电压周期。因为这个原因，不会获得所期望的输出AC电压波形，并且输出电流的质量会变差。特别是，谐波电流分量的影响会增大。为了防止这种情况发生，在本发明的实施方式中，根据转换器530输出的DC电压的恒定电压周期和其它周期对操作模式进行分类，并且转换器530和逆变器540根据相应操作模式来操作。具体来说，控制器550确定输出电压检测器D检测出的DC电压vc2是否具有恒定电平，当检测出的DC电压vc2具有恒定电平时，控制器550控制转换器530和逆变器540在第一开关模式下操作。然而，当检测出的DC电压vc2不具有恒定电平时，控制器550控制转换器530和逆变器540在第二开关模式下操作。在转换器530和逆变器540在它们的操作模式被分类为第一开关模式和第二开关模式的情况下操作时，可以获得没有任何偏移量的输出AC电压波形，如图9A所示。也就是说，可以获得所期望的输出AC电压波形，并且可以提高输出电流的质量。特别是，可以减小谐波电流分量的影响。下面，参照图1OA至图13来说明第一开关模式和第二开关模式下的操作。图1OA和IOB是用于说明抽头电感器升压转换器530的操作的示图。下面主要说明转换器530的操作。当第一开关SI导通时，经输入电压Vpv、抽头电感器T的一次侧和第一开关SI形成闭环，并且第一电流Il沿该闭环流动，如图1OA所示。这时，二极管Dl不导通，也就是说，该二极管关断，这是因为抽头电感器T的二次侧的极性和一次侧的极性相反。因此，基于输入电压Vpv的能量存储在抽头电感器T的一次侧。接着，当第一开关SI关断时，经输入电压Vpv、抽头电感器T的一次侧和二次侧、二极管Dl和电容器Cl形成闭环，并且第二电流12沿该闭环流动，如图1OB所示。也就是说，因为抽头电感器T的二次侧的极性和一次侧的极性相反，所以二极管Dl导通。因此，存储在抽头电感器T的一次侧和二次侧的能量经二极管Dl存储在电容器Cl中。以这种方式，转换器530利用输入电压Vpv和存储在抽头电感器T的一次侧和二次侧的能量，能够输出具有高效率和高电平的DC电压。图11是图7的功率转换装置的示意性电路图，图12是转换器530和逆变器540中的开关的波形图，并且图13是通过第一开关模式和第二开关模式之后最终输出的AC电压的波形图。当在转换器530输出的伪DC电压中产生对应于输入电压Vpv的恒定电压周期时，控制器550可以控制逆变器540中的开关Sa、S’ a,Sb和S’ b，以使得各个开关Sa、S’ a,Sb和S’b在第一开关模式即图12所示的“模式I”中执行高速开关操作。例如，各个开关Sa、S’ a、Sb和S’ b可以以IOOkHz的高频执行开关操作。此外,控制器550可以控制转换器530中的第一开关SI,以使得第一开关SI也在第一开关模式“模式I”的周期中执行高速开关操作。具体来说，控制器550可以控制第一开关SI的高速开关操作，以使得它对应于逆变器540中的各个开关Sa、S’ a、Sb和S’ b的
开关频率。 这样，在恒定电压周期，DC电压降至0伏的接地电压，如图9A所示。因此，可以提高逆变器540的输出电流的质量。而且，可以大大降低谐波电流分量。另一方面，在除了恒定电压周期之外的从转换器530输出的DC电压的其它周期中，控制器550可以控制逆变器540中的开关Sa、S’ a,Sb和S’b，以使得各个开关Sa、S’ a、Sb和S’ b在第二开关模式即图12所示的“模式2”中执行低速开关操作。例如，各个开关Sa、S，a、Sb和S，b可以以120Hz的低频执行开关操作。此外,控制器550可以控制转换器530中的第一开关SI,以使得第一开关SI也在第二开关模式“模式2”的周期中执行低速开关操作。具体来说，第一开关SI可以执行基于脉宽调制(PWM)的开关操作，以使得转换器530输出伪DC电压。最后，通过合成第一开关模式“模式1(a)”和“模式1(b)”中的输出电压波形和第二开关模式“模式2”中的输出电压波形，可以从功率转换装置700提供图9A所示的输出电压Vout,如图13所示。另一方面，图9A或图13所示的输出AC电压波形经图11中的滤波器560低通滤波，从而被输出为平滑处理过的AC电压波形。另一方面，图14的结构和图7的结构基本相同，不同之处在于使用了两个抽头电感器升压转换器530a和530b。也就是说，在图14中功率转换装置由附图标记1400表示，它可包括电容器单元520、两个抽头电感器升压转换器530a和530b、逆变器540以及滤波器560。在并联连接两个抽头电感器升压转换器530a和530b也就是它们交错设置的情况下，如图14所示，经电容器单元520传送的电流分量并行分流，以使得经各个转换器530a和530b输出的电流分量的波纹减少。因此，可以确保电容器单元520中的电容器的可靠性。另一方面，图15的结构与图7的结构基本相同，不同之处在于使用了三个抽头电感器升压转换器530a、530b和530c。也就是说，图15的功率转换装置由附图标记1500表示，它包括电容器单元520、三个抽头电感器升压转换器530a、530b和530c、逆变器540以及滤波器560。在此，各个转换器530a、530b和530c中的抽头电感器具有相同特性，而且各个转换器530a、530b和530c中的开关也具有相同特性。在并联连接三个抽头电感器升压转换器530a、530b和530c也就是它们交错设置的情况下，如图15所示，经电容器单元520传送的电流分量被并行分流，以使得经各个转换器530a、530b和530c输出的电流分量的波纹减少。因此，可以确保电容器单元520中的电
容器的可靠性。另一方面，转换器530a、530b和530c可以根据输出AC电压的功率需求而适应性操作。例如，当功率需求为大约100W时，仅第一转换器530a可以工作，当功率需求为大约200W时，仅第一转换器530a和第二转换器530b可以工作，并且当功率需求为大约300W时，所有第一至第三转换器530a、530b和530c可以全部工作。另一方面，当第一至第三转换器530a、530b和530c中的至少两个转换器工作时，这里的开关可以具有相同的导通/关断定时。图16是图1的光伏模块50中的接线盒200内部结构的示例性电路图。参照图16，根据本发明实施方式的接线盒200可以包括旁路二极管单元510、电容器单元520、转换器530和控制器550。也就是说，根据本发明实施方式的接线盒200的特征在于，它不包括图7的功率转换装置700中的逆变器540和滤波器560。没有包括在接线盒200中的逆变器540和滤波器560可以单独设置。利用该结构，图16的接线盒200可以输出DC电压。如果接线盒200执行功率优化功能，则它可以称为功率优化器。 通过在接线盒中包括用于存储DC电压的电容器单元和用于转换所存储的DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压的转换器，如图16所示，可以仅经该接线盒提供DC电压。而且，该接线盒便于安装光伏模块，并且有利于在构建包括多个光伏模块的光伏系统时
拓展容量。另一方面，接线盒200也可以只包括旁路二极管单元510和电容器单元520，这与图7和16都不同。在这种情况下，转换器530、逆变器540和滤波器560可以在接线盒200外部单独设置。图17是示出根据本发明的另一实施方式的功率转换装置内部结构的示例的电路图，图18是图17的功率转换装置的示意性框图，图19A和图19B分别是示出图17的功率转换装置的输出电流的示例和比较例的示图，图20A至图20D是用于说明图17的功率转换装置中的开关单元和转换器的操作的示图，并且图21至图23是用于说明图17的功率转换装置操作的示图。参照图17，根据本发明实施方式的功率转换装置由附图标记1700表示，它可包括旁路二极管单元510、电容器单元520、转换器530、逆变器540、控制器550、滤波器560和开关单元570。图17的功率转换装置1700和图7的功率转换装置700的结构基本相同，不同之处在于它还包括开关单元570。下面，将集中说明结构不同之处。开关单元570对电容器单元520中存储的DC电压进行开关，以选择性输出DC电压。为此，开关单元570可以包括第二开关S2和二极管D2。当第二开关S2导通时，存储在电容器单元520中的DC电压传送到转换器530。然而，当第二开关S2没有导通时，存储在电容器单元520中的DC电压不会传送到转换器530。 基于开关单元570的上述操作，转换器530在升压模式或降压模式下操作，下面将详细说明。
转换器530利用开关单元570提供的DC电压执行电平转换操作。在本发明的实施方式中，转换器530示出为抽头电感器升压转换器，用于将太阳能电池模块100提供的DC电压升压为更高电平，并且输出该电平升高的DC电压。该抽头电感器升压转换器可以输出低电压，作为和升压转换器或逆向转换器相比具有高效率的高压。具体来说，如果太阳能电池模块100包括大约50至60个太阳能电池来输出大约30至50伏的DC电压，则利用该抽头电感器升压转换器能够有效输出高压(大约300伏或
更高)。
逆变器540将转换器530输出的经电平转换的DC电压转换成AC电压。逆变器540中的各个开关基于控制器550输出的逆变器控制信号而导通/关断。因此，从逆变器540输出具有特定频率的AC电压。优选的但非必须的是，输出AC电压具有和电网相同的AC频率(大约60Hz或50Hz)。滤波器560执行低通滤波，以平滑处理从逆变器540输出的AC电压。为此，在图17中示出滤波器560包括电感器Lfl和Lf2，但不限于此。输入电流检测器A检测输入到转换器530的输入电流icI，输入电压检测器B检测输入到转换器530的输入电压vcl。检测出的输入电流icl和输入电压vcl可以输入到控制器550。另一方面，输出电流检测器C检测从转换器530输出的输出电流ic2,并且输出电压检测器D检测从转换器530输出的输出电压vc2。检测出的输出电流ic2和输出电压vc2可以输入到控制器550。控制器550可以输出控制信号来控制图17的转换器530中的第一开关SI。具体来说，控制器550可以基于检测出的输入电流icl、输入电压vcl、输出电流ic2和输出电压vc2中的至少一个，输出用于开关单元570中的第二开关S2的导通定时信号。此外，控制器550可以输出逆变器控制信号以控制逆变器540中的各个开关Sa、S’ a、Sb和S’ b。具体来说，控制器550可以基于检测出的输入电流icl、输入电压vcl、输出电流ic2和输出电压vc2中的至少一个，输出用于逆变器540中的每个开关Sa、S’ a、Sb和S’ b的导通定时信号。此外，控制器550可以计算出太阳能电池模块100的最大功率点，并且对应于该计算出的最大功率点控制转换器530输出DC电压。另一方面，参照图18，根据本发明实施方式的功率转换装置1700的转换器530可以将来自太阳能电池模块100的DC电压转换成伪DC电压。当控制第一开关SI的导通/关断开关操作时，转换器530可以输出具有与半波整流DC电压相同的包络线的伪DC电压，而非具有恒定电平的DC电压。因此，该伪DC电压可以存储在电容器Cl中。逆变器540接收该伪DC电压，然后对该接收到的伪DC电压执行开关操作从而输出AC电压。另一方面，在利用图17的抽头电感器升压转换器530而不利用图17中的开关单元570来输出伪DC电压的情况下，由Vcf表示的该伪DC电压具有与半波整流DC电压相同的包络线Vdc和基于输入电压Vpv的偏移量，如图19B所示。也就是说，产生对应于输入电压Vpv的恒定电压周期。因为这个原因，不会获得所期望的输出AC电压波形，并且输出电流的质量会变差。特别是，谐波电流分量的影响会增大。为了防止这种不利情况发生，在本发明的实施方式中，根据转换器530输出的DC电压的恒定电压周期和其它周期可以将操作模式分类为“模式I”和“模式2”，并且开关单元570根据相应操作模式来操作。具体来说，控制器550确定输出电压检测器D检测出的DC电压vc2是否具有恒定电平，并且当检测出的DC电压vc2具有恒定电平时，控制器550控制开关单元570在第一功率转换模式“模式I”中操作。然而，当检测出的DC电压vc2不具有恒定电平时，控制器550控制开关单元570在第二功率转换模式“模式2”中操作。在转换器530和逆变器540在其操作模式被分为第一功率转换模式“模式I ”和第二功率转换模式“模式2”的情况下下操作时，可获得降至接地电压的输出AC电压波形，如图19A所示。也就是说，可以获得所期望的输出AC电压波形，并且可以提高输出电流的质量。特别是，可以减小谐波电流分量的影响。下面，参照图20A至图23来说明第一功率转换模式“模式I”和第二功率转换模式“模式2”中的操作。图20A至图20D是用于说明开关单元570和抽头电感器升压转换器530的操作的 示图。图20A和图20B示出在开关单元570中的第二开关S2导通情况中的操作，而图20C和图20D示出在开关单元570中的第二开关S2关断的情况下的操作。当第二开关S2导通时，第二二极管D2关断。相反，当第二开关S2关断时，第二二极管D2进行单向导通。在开关单元570中的第二开关S2导通情况下，当转换器530中的第一开关SI导通时，经输入电压Vpv、第二开关S2、抽头电感器T的一次侧和第一开关SI形成闭环，并且第一电流Il沿该闭环流动，如图20A所示。这时，二极管Dl不导通，也就是说，该二极管关断，这是因为抽头电感器T的二次侧的极性和其一次侧相反。因此，基于输入电压Vpv的能量存储在抽头电感器T的一次侧。接着，在开关单元570中的第二开关S2导通情况下，当转换器530中的第一开关SI关断时，经输入电压Vpv、第二开关S2、抽头电感器T的一次侧和二次侧、二极管Dl和电容器Cl形成闭环，第二电流12沿该闭环流动，如图20B所示。也就是说，因为抽头电感器T的二次侧的极性和其一次侧相反，所以二极管Dl导通。因此，存储在抽头电感器T的一次侧和二次侧的能量经二极管Dl存储在电容器Cl中。以这种方式，转换器530可利用输入电压Vpv和存储在抽头电感器T的一次侧和二次侧的能量，能够输出具有高效率和高电平的DC电压。也就是说，当如图20A和图20B所示开关单元570中的第二开关S2导通时，转换器530可以在升压模式下操作。接着，在开关单元570中的第二开关S2关断情况下，当转换器530中的第一开关SI导通时，因存储在抽头电感器T的一次侧的能量，开关单元570中的第二二极管D2进行单向导通，如图20C所示。因此，经第二二极管D2、抽头电感器T的一次侧和第一开关SI形成闭环，并且第三电流13沿该闭环流动。这时，二极管Dl不导通，也就是说，该二极管关断，这是因为抽头电感器T的二次侧的极性和其一次侧的极性相反。因此，存储在抽头电感器T的一次侧的能量经该闭环消耗。接着，在开关单元570中的第二开关S2关断情况下，当转换器530中的第一开关SI关断时，开关单元570中的第二二极管D2执行单向导通，如图20D所示。因此，经第二二极管D2、第二开关S2、抽头电感器T的一次侧和二次侧、二极管Dl和电容器Cl形成闭环，第四电流14沿该闭环流动。也就是说，因为抽头电感器T的二次侧的极性和其一次侧的极性相反，所以该二极管Dl导通。因此，存储在抽头电感器T的一次侧和二次侧的能量经二极管Dl存储在电容器Cl中。这时，存储在抽头电感器T的二次侧的能量也会减少，这是因为如上所述参照图20C所述，存储在抽头电感器T的一次侧的能量减少。因此，电平降低的电压存储在电容器Cl中。也就是说，当开关单元570中的第二开关S2关断时，如图20C和20D所示，转换器530可以在降压模式下操作。在本发明的实施方式中，转换器530在从其输出DC电压的恒定电压周期以降压模式操作，在该DC电压的其它周期以升压模式操作。图21是图17的功率转换装置的示意性电路图，图22是转换器530和逆变器540中的开关的波形图，并且图23是经第一功率转换模式和第二功率转换模式最终输出的AC电压的波形图。
当在从转换器530输出的伪DC电压中产生对应于输入电压Vpv的恒定电压周期时，控制器550可以控制开关单元570中的第二开关S2，以使得第二开关S2在第一功率转换模式“模式I”中关断。此外,控制器550可以控制转换器530中的第一开关SI,以使得第一开关SI在第一功率转换模式“模式I”的周期中执行高速开关操作，如图22所示。例如，第一开关SI可以以IOOkHz的频率执行高速开关操作。因此，转换器530在降压模式下操作。这样，DC电压在恒定电压周期中下降到0伏的接地电压，如图19A所示。因此，可以提高逆变器540的输出电流的质量。而且，可以大幅减小谐波电流分量。可替换地，控制器550可以控制转换器530中的第一开关SI，以使得第一开关SI在第一功率转换模式“模式I”的周期中执行低速开关操作，这与图22不同。具体来说，第一开关SI可执行基于PWM的开关操作，以使得转换器530输出伪DC电压。另一方面，除了恒定电压周期之外的从转换器530输出的DC电压的其它周期中，控制器550可以控制开关单元570中的第二开关S2，以使得第二开关S2在第二功率转换模式“模式2”中导通。此外,控制器550可以控制转换器530中的第一开关SI,以使得第一开关SI在第二功率转换模式“模式2”中执行低速开关操作。具体来说，第一开关SI执行基于PWM的开关操作，以使得转换器530输出伪DC电压。因此，转换器530在升压模式下操作。因此，在除了恒定电压周期之外的其它周期中，转换器530输出对应于伪DC电压的电压波形，如图19A所示。最后，通过对第一功率转换模式“模式1(a)”和“模式1(b)”中的输出电压波形和第二功率转换模式“模式2”中的输出电压波形进行合成，图19A所示的输出电压Vout可以从功率转换装置1700输出，如图23所示。另一方面，图19A或图23所示的输出AC电压波形被图21中的滤波器560低通滤波，从而输出平滑处理过的AC电压波形。
另一方面，不管第一功率转换模式“模式I”和第二功率转换模式“模式2”如何，逆变器540中的各个开关Sa、S’ a,Sb和S’ b都可以以固定开关频率执行开关操作。例如，各个开关Sa、S，a、Sb和S，b可以以IOOHz或120Hz的低频执行开关操作。另一方面，图24的结构与图17的结构基本相同，不同之处在于使用了两个抽头电感器升压转换器530a和530b。也就是说，在图24中功率转换装置由附图标记2400表示，它可包括电容器单元520、两个抽头电感器升压转换器530a和530b、逆变器540、滤波器560和开关单元570。在并联连接两个抽头电感器升压转换器530a和530b也就是它们交错设置的情况下，如图24所示，经电容器单元520和开关单元570传送的电流分量并行分流，以使得经各个转换器530a和530b输出的电流分量的波纹减少。因此，可以确保电容器单元520中的电容器的可靠性。另一方面，图25的结构与图17的结构基本相同，不同之处在于使用了三个抽头电感器升压转换器530a、530b和530c。 也就是说，图25中的功率转换装置由附图标记2500表示，它包括电容器单元520、三个抽头电感器升压转换器530a、530b和530c、逆变器540、滤波器560和开关单元570。在此，各个转换器530a、530b和530c中的抽头电感器可具有相同特性，而且各个转换器530a、530b和530c中的开关也可具有相同特性。在并联连接三个抽头电感器升压转换器530a、530b和530c也就是它们交错设置的情况下，如图25所示，经电容器单元520和开关单元570传送的电流分量并行分流，以使得经各个转换器530a、530b和530c输出的电流分量的波纹减少。因此，可以确保电容器单元520中的电容器的可靠性。另一方面，转换器530a、530b和530c可以根据针对输出AC电压的功率需求而适
应性操作。例如，当功率需求为大约100W时，仅第一转换器530a可以工作，当功率需求为大约200W时，仅第一转换器530a和第二转换器530b可以工作，当功率需求为大约300W时，所有第一至第三转换器530a、530b和530c可以全部工作。另一方面，当第一至第三转换器530a、530b和530c中的至少两个转换器工作时，其中的开关可以具有相同的导通/关断定时。图26是示出图1的光伏模块50中的接线盒200内部结构的另一示例的电路图。参照图26，根据本发明实施方式的接线盒200可以包括旁路二极管单元510、电容器单元520、转换器530、控制器550和开关单元570。也就是说，根据本发明实施方式的接线盒200的特征在于，它不包括图17的功率转换装置1700中的逆变器540和滤波器560。没有包括在接线盒200中的逆变器540和滤波器560可以单独设置。利用该结构，图26的接线盒200可以输出DC电压。如果接线盒200执行功率优化功能，则它可以称为功率优化器。通过在接线盒中包括用于存储DC电压的电容器单元和用于转换所存储DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压的转换器，如图26所示，则可经该接线盒提供DC电压。而且，该接线盒便于安装光伏模块，并且有利于在构建包括多个光伏模块的光伏系统时拓展容量。
另一方面，接线盒200也可以只包括旁路二极管单元510和电容器单元520，这与图17和图26都不同。在这种情况下，转换器530、逆变器540和滤波器560可以在接线盒200外部单独设置。图27是示出根据本发明示例性实施方式的光伏系统结构的示例的框图。参照图27，光伏系统包括多个光伏模块50a、50b........50n。光伏模块50a、
50b、......、50n可包括接线盒200a、200b、......、200n，各个接线盒分别输出AC电压。在
这种情况下，各个接线盒200a、200b、......、200n可装备有微逆变器。从各个接线盒200a、
200b、......、200n输出的AC电压被提供给电网。另一方面，在接线盒200中可安装根据本发明一个实施方式如图7所示的功率转换装置700或者根据本发明另一实施方式如图17所示的功率转换装置1700，并且接线盒200的内部电路可以应用于图27的微逆变器。也就是说，各个接线盒200a、200b........200n可以包括旁路二极管单元510、电
容器单元520、转换器530、逆变器5 40、控制器550和滤波器560，如图7所示。具体来说，转换器530可以是包括抽头电感器和开关的抽头电感器升压转换器，如图7所示。可替换地，各个接线盒200a、200b........200n均可以包括旁路二极管单元510、
电容器单元520、转换器530、逆变器540、控制器550、滤波器560和开关单元570，如图17所示。具体来说，转换器530可以是包括抽头电感器和开关的抽头电感器升压转换器，如图17所示。图28是示出根据本发明示例性实施方式的光伏系统的结构的另一示例的框图。参照图28,光伏系统包括多个光伏模块50a、50b、......、50n。光伏模块50a、
50b、......、50n可包括接线盒1200a、1200b、......、1200n，各个接线盒分别输出DC电压。
光伏系统还包括用于将各个光伏模块50a、50b、......、50n输出的DC电压转换成AC电压
的独立式逆变器1210。在这种情况下，各个接线盒1200a、1200b、......、1200n可装备有
功率优化器以高效输出DC电压。另一方面，图16的接线盒200的内部电路或者图26的接线盒200的内部电路可以应用于图28的功率优化器。也就是说，各个接线盒1200a、1200b........1200n均可以包括旁路二极管单元
510、电容器单元520、转换器530和控制器550，如图16所示。具体来说，转换器530可以是包括抽头电感器和开关的抽头电感器升压转换器，如图7所示。可替换地，各个接线盒1200a、1200b........1200n均可以包括旁路二极管单元
510、电容器单元520、转换器530、控制器550和开关单元570，如图26所示。具体来说，转换器530可以是包括抽头电感器和开关的抽头电感器升压转换器，如图17所示。图29A和图29B是用于说明根据本发明的示例性实施方式的光伏系统的功率优化的示图。首先，将参照图29A说明没有应用功率优化法时的操作。在如图29A所示多个太阳能电池模块串联连接的情况下，当在多个太阳能电池模块中某些太阳能电池模块1320上出现热点时，在太阳能电池模块1320中会出现一些功率损耗(例如，从各个太阳能电池模块1320输出70W的功率)。在这种情况下，在多个太阳能电池模块中的正常太阳能电池模块1310中也会出现一些功率损耗(例如，从各个太阳能电池模块1310均提供70W的功率)。因此，仅输出980W的总功率。接着，将参照图29B说明应用功率优化法时的操作。当在多个太阳能电池模块中某些太阳能电池模块1320上出现热点时，在太阳能电池模块1320中会出现一些功率损耗(例如，从各个太阳能电池模块1320均提供70W的功率)。在这种情况下，每个太阳能电池模块1320输出的电压会降低，以使得从其提供的电流和各个其它太阳能电池模块或者普通太阳能电池模块1310的输出电流相同。因此，虽然因出现热点而在太阳能电池模块1320中出现一些功率损耗(例如，从各个太阳能电池模块1320均输出70W的功率)，但是普通太阳能电池模块1310中没有功率损耗(例如，从各个太阳能电池模块1310均输出100W的功率)。因此，可以输出1340W的总功率。以这种方式，根据该功率优化法，从具有热点的太阳能电池模块输出的电压可以被调节为基于从另一太阳能电池模块提供电流的电压。为此，具有热点的太阳能电池模块接收从另一太阳能电池模块提供的电流或电压的值，并且基于接收到的电流或电压值控制其中的电压输出等。另一方面，图16的接线盒200或者图26的接线盒200可以应用于图29B的功率优化器。根据本发明的功率 转换装置或光伏模块不限于本发明上述实施方式的结构和方法，本发明实施方式的全部或部分可以被选择性结合和构造，以使得本发明的这些实施方式可以经受多种变型。通过上述说明可以清楚理解，根据本发明实施方式，功率转换装置或光伏模块中的逆变器分别在第一开关模式和第二开关模式中操作，其中在第一开关模式中逆变器以第一频率执行开关操作，在第二开关模式中逆变器以低于第一频率的第二频率执行开关操作，从而提高输出电流的质量。具体来说，当在转换器输出的伪DC电压中产生恒定电压周期时，DC电压降至接地电压，以便能够获得所期望的输出AC电压波形。因此，可以提高输出电流的质量。特别是，可以减小谐波电流分量的影响。从转换器输出的电流分量的波纹减少。因此，可确保设置在转换器上游的电容器的可靠性。另一方面，功率转换装置或光伏模块包括抽头电感器升压转换器，从而确保获得具有高效率和高电平的DC电压。可替换地，功率转换装置或光伏模块可以包括并联连接的多个抽头电感器升压转换器。因此，从各个转换器输出的电流分量的波纹减少。因此，可以确保设置在转换器上游的电容器的可靠性。另一方面，功率转换装置或光伏模块可以包括并联连接的多个抽头电感器升压转换器，它们可以根据功率需求进行适应性操作，从而提高功率效率。根据本发明的另一实施方式，功率转换装置或光伏模块中的开关单元的开关导通或关断，以使得连接到开关单元的转换器分别在升压模式或降压模式下操作，从而提高输出电流的质量。具体来说，当在转换器输出的伪DC电压中产生恒定电压周期时，DC电压降至接地电压，以便能够获得所期望的输出AC电压波形。因此，可以提高输出电流的质量。特别是，可以减小谐波电流分量的影响。从转换器输出的电流分量的波纹减少。因此，可以确保设置在转换器上游的电容器的可靠性。虽然已经阐述了本发明的示例性实施方式，但是本领域技术人员能够理解的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下，可以进行多种变型、添加和替换。
相关申请的交叉引用本申请要求在韩国知识产权局申请的以下三项韩国专利申请的优先权:申请日为2012年I月27日，申请号为10-2012-0008250 ;申请日为2012年7月16日，申请号为10-2012-0077005 ;申请日为2012年7月16日，申请号为10-2012-0077006，这些韩国专利申请的公开内容以引证的方式并入于此。
权利要求
1.一种功率转换装置，该功率转换装置包括: 转换器，该转换器包括抽头电感器和第一开关，该转换器被配置为转换输入直流DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压；以及 逆变器，该逆变器包括多个开关，该逆变器被配置为将所述经电平转换的DC电压转换成交流AC电压， 其中，所述逆变器分别在第一开关模式和第二开关模式操作，在所述第一开关模式中所述逆变器在转换得到的AC电压的第一周期以第一频率执行开关操作，在所述第二开关模式中所述逆变器在转换得到的AC电压的第二周期以第二频率执行开关操作，所述第二频率低于所述第一频率。
2.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中，所述转换器转换所述输入DC电压的电平以输出经电平转换的伪DC电压作为经电平转换的DC电压。
3.根据权利要求1所述的功率转换装置，该功率转换装置还包括滤波器，该滤波器被配置为对从所述逆变器输出的AC电压进行低通滤波。
4.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中，所述第一周期对应于被所述转换器转换的输入DC电压的恒定电压周期。
5.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中，所述转换器的第一开关在所述逆变器的所述第一开关模式的所述第一周期中以高于所述第二频率的开关频率执行开关操作。
6.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中，所述转换器包括并联连接的多个转换器，所述多个转换器中的各个转换器均包括抽头电感器和开关。
7.根据权利要求6所述的功率转换装置，其中，所述多个转换器中的至少一部分转换器根据针对转换得到的AC电压的功率需求来操作。
8.根据权利要求1所述的功率转换装置，该功率转换装置还包括控制器，该控制器被配置为控制所述转换器的所述第一开关和所述逆变器的所述多个开关的开关操作。
9.一种光伏模块，该光伏模块包括: 包括多个太阳能电池的太阳能电池模块；以及 功率转换单元，该功率转换单元被配置为将从所述太阳能电池模块提供的直流DC功率转换成交流AC功率， 其中，所述功率转换单元包括: 转换器，该转换器包括抽头电感器和第一开关，该转换器被配置为转换输入DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压；以及 逆变器，该逆变器包括多个开关，该逆变器被配置为将所述经电平转换的DC电压转换成AC电压， 其中，所述逆变器分别在第一开关模式和第二开关模式操作，在所述第一开关模式中所述逆变器在转换得到的AC电压的第一周期以第一频率执行开关操作，在所述第二开关模式中所述逆变器在转换得到的AC电压的第二周期以第二频率执行开关操作，所述第二频率低于所述第一频率。
10.根据权利要求9所述的光伏模块，其中，所述功率转换单元还包括旁路二极管，以对所述多个太阳能电池中产生反向电压的太阳能电池进行旁路。
11.根据权利要求9所述的光伏模块，其中，所述功率转换单元中的所述转换器和所述逆变器安装在接线盒中，并且 其中，所述接线盒附接到所述太阳能电池模块并与所述太阳能电池模块一体形成。
12.根据权利要求9所述的光伏模块，其中，所述功率转换单元中的所述转换器安装在接线盒中，并且 其中，所述接线盒附接到所述太阳能电池模块并与所述太阳能电池模块一体形成。
13.—种功率转换装置，该功率转换装置包括: 开关单元，该开关单元包括开关，该开关单元被配置为对输入直流DC电压进行开关以选择性输出所述DC电压； 转换器，该转换器包括抽头电感器和开关，该转换器被配置为转换来自所述开关单元的DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压；以及 逆变器，该逆变器包括多个开关，该逆变器被配置为将经电平转换的DC电压转换成交流AC电压， 其中，所述转换器在所述开关单元的所述开关的关断周期在第一功率转换模式中进行操作，并且在所述开关单元的所述开关的导通周期在第二功率转换模式中进行操作。
14.根据权利要求13所述的功率转换装置，其中，所述第一功率转换模式为降压模式，并且所述第二功率转换模式为升压模式。
15.根据权利要求13所述的功率转换装置，其中，所述逆变器在所述第一功率转换模式和所述第二功率转换模式中以固定开关频率执行开关操作。
16.根据权利要求13所述的功率转换装置，其中，所述转换器包括并联连接的多个转换器，所述多个转换器中的各个转换器均包括抽头电感器和开关。
17.根据权利要求13所述的功率转换装置，该功率转换装置还包括控制器，所述控制器被配置为控制所述开关单元的所述开关的开关操作、所述转换器的所述开关的开关操作和所述逆变器的所述多个开关的开关操作。
18.一种光伏模块，该光伏模块包括: 包括多个太阳能电池的太阳能电池模块；以及 功率转换单元，该功率转换单元被配置为将从所述太阳能电池模块提供的直流DC功率转换成交流AC功率， 其中，所述功率转换单元包括: 开关单元，该开关单元包括开关，该开关单元被配置为对输入DC电压进行开关以选择性输出所述DC电压； 转换器，该转换器包括抽头电感器和开关，该转换器被配置为转换来自所述开关单元的DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压；以及 逆变器，该逆变器包括多个开关，该逆变器被配置为将经电平转换的DC电压转换成AC电压， 其中，所述转换器在所述开关单元的所述开关的关断周期在第一功率转换模式中进行操作，并且在所述开关单元的所述开关的导通周期在第二功率转换模式中进行操作。
19.根据权利要求18所述的光伏模块，其中，所述功率转换单元中的所述转换器、所述开关单元和所述逆变器被安装在接线盒中，并且 其中，所述接线盒附接到所述太阳能电池模块并与所述太阳能电池模块一体形成。
20.根据权利要求18所述的光伏模块，其中，所述功率转换单元中的所述转换器和所述开关单元被安装在接线盒中，并且 其中，所述接线盒附接到 所述太阳能电池模块并与所述太阳能电池模块一体形成。
全文摘要
本发明公开了功率转换装置和光伏模块。该功率转换装置包括转换器和逆变器，转换器包括转换器，该转换器包括抽头电感器和第一开关，该转换器转换输入直流DC电压的电平并输出经电平转换的DC电压；以及逆变器，该逆变器包括多个开关，该逆变器将所述经电平转换的DC电压转换成交流AC电压。所述逆变器分别在第一开关模式和第二开关模式操作，在所述第一开关模式中所述逆变器在转换得到的AC电压的第一周期以第一频率执行开关操作，在所述第二开关模式中所述逆变器在转换得到的AC电压的第二周期以第二频率执行开关操作，所述第二频率低于所述第一频率。
文档编号H02M3/335GK103227577SQ201310086250
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月25日 优先权日2012年1月27日
发明者李基玉, 黄彦柱, 金明焕 申请人:Lg电子株式会社